Мир состоит из технологий, я технолог.
Химия полиуретанов берет свое начало, во время бурного научно-технического роста, в 1849 году. Первыми описали в своих работах реакции образования уретановых групп Вюрц и Хофман. Они были первыми кто описал суть реакций между изоционатными и гидроксилсодержащими группами соединений.
Но, только в 1937 в Германии Отто Байер изучив свойства полученного продукта установил, что полимеры, полученные на основе сложных полиэфиров и изоционатов могут использоваться как заменитель резины и конкурировать с нейлоном.
Во время Второй Мировой войны возник дефицит натурального каучука и полиуретаны стали использоваться в качестве заменителя резины для производства пен, волокон и защитных покрытий.
После войны многие мировые страны, в особенности в США продолжили исследования в области производства полиуретанов.
В Советском Союзе начало исследований технологий производства полиуретанов начались после восстановления страны после ВОВ, в 1960 годах. За время исследований были созданы различные композиции на основе полиуретанов, являясь промышленными аналогами зарубежных марок.
Химия полиуретанов основана на реакции между изоционатными группами и прочими соединениями которые содержат свободный атом водорода.
Химические вещества содержащие изоционатные группы называют изоционатами (ТДИ, МДИ, пр.), в своем составе они имеют группы -N=C=O.
Правило процентное содержание групп является основной характеристикой перерабатываемого полиуретановой композиции.
Уретановые или полиуретановые композиции получаются путем реакции между изоционатными и гидроксильными группами. Именно эти группы и определяют качество исходного продукта.
В массовом применении полиуретановых композиций используются два основных типов исходного сырья для производства преполимеров – это простые и сложные полиэфиры.
Второй важный компонент, влияющий на характер и методы переработки это изоционат. В основном используются два типа – толуилендиизоционат (ТДИ) и 4’,4 – метандифенилдиизоционат (МДИ)
Наиболее часто встречаемый в производстве полиуретанов и полиамидов 6 - ТДИ 80/20.
В промышленном использовании полиуретановые композиции принято разделять по основному компоненту – полиуретаны на основе ТДИ и полиуретаны на основе МДИ.
В отличии от ТДИ преполимеров, преполимеры на основе МДИ обладают более высокими эластичными свойствами, более устойчивы к раздиру. Это свойство полиуретанов часто обуславливает выбор системы для производства конечных изделий.
Отечественные марки на основе ТДИ: СКУ 7, СКУ ПФЛ-100, НИЦ-ПУ 5 и другие, получают на основе российских полиэфиров, не уступают импортным аналогам. Не дорогие в стоимости и как правило массово используются в производстве полиуретановых изделий.
СКУ ПФЛ – 100 – форполимер на основе простых полиэфиров, предназначен для получения изделий с повышенной твердостью и высокой степенью сопротивлению износу. Содержание NCO групп – 5,3 – 6,4%. Твердость по шкале Шор А – 94 - 96 усл. ед.
СКУ 7(Л) – форполимер на основе сложных полиэфиров, предназначен для получения изделий с высокой степенью сопротивлению износу. Содержание NCO групп – 3,7 – 4,3%. Твердость по шкале Шор А – 82 - 85 усл. ед.
ТФ -235 - форполимер на основе простых полиэфиров, предназначен для получения изделий с повышенной твердостью и высокой степенью сопротивлению износу. Содержание NCO групп – 3,5%. Твердость в зависимости от типа отвердителя может варьироваться по шкале Шор А от 55 до 85 усл. ед.
Другие отечественные марки полиуретанов: НИЦ ПУ-5, СКУ-ФЭ-4, СКУ ПФЛ-74, Ур-70 Диафор-ТДИ, ЛУР-СТ, ТТ 129/194.
Относительное удлинение при разрыве у различных марок может составлять, %: 450÷ 580; 310÷350; 400÷ 550; 400÷ 470; 670-800; 310÷ 370; 330÷390; 350÷370; 500÷600; 600÷ 7000; 320÷850.
Импортные аналоги: Covestro ТТ 163; Adiprene L100; Adiprene L167; Erapol E83A; Elasturan 6055/106, пр.
Диапазон рабочих температур составляет от – 60 до +120 °С
Та или иная марка полиуретана подбирается в зависимости от конечных требований эксплуатации изделий.
Несколько примеров: скребки бетонных смесителей изготавливают из особо прочных металлов, но многие потребители переходят на аналоги из полиуретанов. Основной используемый полиуретан для изготовления скребков и лопаток бетонных заводов СКУ 7, форполимер на основе сложных полиэфиров и ТДИ.
Боковые и донные брони бетонных смесителей изготавливают преимущественно из не дорогого, отечественного полиуретана СКУ 7Л. Полиуретановые брони, в отличии от металлических, проще устанавливать и эксплуатировать. Так-как стойкость к износу полиуретановой футеровки очень высока. Заменить полиуретановые футеровки на бетонном смесителе возможно в течении одного дня и используя пару рабочих.
Пример использования полиуретана для изготовления виброопор установленных на вибропогружателях. Оригинальные виброопора изготовлены из резины, аналоги стоят очень дорого. Изготавливаются из высокоэластичных полиуретанов отечественного производства. Твердость по Шор А, данных виброопор составляет 60-65 ед.
